Давление в салоне лайнера
5/10Реактивный лайнер, длина салона которого равна \(l = 50\) м, летит горизонтально с ускорением \(a = 1\) м/с\(^2\). Плотность воздуха в салоне равна \(\rho = 1{,}2\cdot10^{-3}\) г/см\(^3\).
На сколько отличается от атмосферного давление на уши пассажиров, сидящих в начале, середине и конце салона?
▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветВ середине салона давление равно атмосферному, в начале и в конце салона давление соответственно меньше и больше атмосферного на \(\Delta p = \rho al/2 \approx 0{,}03\) Па.
РешениеНа слой воздуха, находящийся на расстоянии \(x\) от начала салона и имеющий толщину \(\Delta x\), действует сила давления, равная \[[p(x + \Delta x) - p(x)]\,S,\] где \(S\) — площадь поперечного сечения салона. Поскольку относительно салона воздух покоится, уравнение движения рассматриваемой массы воздуха имеет вид \[\rho S\,\Delta x\,a = [p(x + \Delta x) - p(x)]\,S.\] Устремляя \(\Delta x\) к нулю, получаем \[dp/dx = \rho a;\] отсюда \[p(x) = p_1 + \rho ax.\] Поскольку среднее давление в салоне остаётся неизменным и равным атмосферному давлению \(p_0\), постоянная \(p_1\) находится из условия \[p_0 = p_1 + \rho al/2,\] где \(l\) — длина салона. Таким образом, в середине салона давление равно атмосферному, а в начале и в конце салона давление соответственно меньше и больше атмосферного на величину \[\Delta p = \rho al/2 \approx 0{,}03\text{ Па}.\]
Похожие задачи
- Сила давления газа на сечение МОШ 1989/90, 10 кл.
- Стальная трубка под давлением МОШ 1996/97, 10 кл.
- Стакан с шариками и льдом МОШ 2009/10, 8 кл.
- Сила давления воды на брусок МОШ 2012/13, 10 кл.
- Бассейн с детьми Санкт-Петербургская 2012/13, 8 кл.
- Гидроатмосферный подъёмник IEPhO 2013/14, 8 кл.